以太网入门基础-学习总结

1、什么是以太网。

⏹以太网是以C S M A / C D作为M A C算法的一类L A N。

●CS：载波侦听。

在发送数据之前进行监听，以确保线路空闲，减少冲突的机会。

●MA：多址访问。

每个站点发送的数据，可以同时被多个站点接收。

●CD：冲突检测。

边发送边检测，发现冲突就停止发送，然后延迟一个随机时间之后继续发送。

2、以太网的MAC地址

●M A C地址有4 8位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数，例如：

00e0.fc39.8034。

●M A C地址全球唯一，由I E EE对这些地址进行管理和分配。每个地址由两

部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前2 4位二进制代表该供应商代

码。剩下的24位由厂商自己分配。

●如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。

●如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。

3、以太网的帧结构

●以太网帧结构有5种：Ethernet V1（1980）、Ethernet V2(ARPA，1982)、RAW 802.3

（Novell,1983）、IEEE802.3/802.2 LLC（1985）、IEEE802.3/802.2 SNAP（1985）。目

前比较常见的为Ethernet V2和IEEE802.3。

●区分两种帧：根据源地址段后的前两个字节的类型不同。如果值大于1500

（0x05DC），说明是以太网类型字段，EthernetII帧格式。值小于等于1500，说明

是长度字段，IEEE802.3 帧格式。因为类型字段值最小的是0x0600。而长度最大

为1500。

4、以太网通信的原则：

●同一时刻只能有一台主机在发送，但可以有多台主机同时接收——广播；如果一个

以太网报文被完全发送出去则在链路上肯定不会发生冲突，即理论上不再需要发送

第二次。

5、共享式以太网的缺点

●在共享式以太网中，所有的主机都以平等的地位连接到同轴电缆上，但如果以太网

中主机数目较多，则存在以下严重问题：介质可靠性差、冲突严重、广播泛滥、无

任何安全性

6、传统以太网连接设备HUB

●所有的HUB都是半双工的，HUB仅仅改变了以太网的物理拓扑

●HUB仅仅是物理上的连接设备。

7、由HUB组建以太网

●HUB对所连接的LAN只做信号的中继，所有的物理设备构成了一个冲突域。由

HUB组建以太网，依然是一种共享式以太网。

●实际上网络中由HUB组建以太网，仍然存在以下缺陷：冲突严重；广播泛滥；无

任何安全性。

8、BRIDGE/以太网交换机/L2

●L2工作模型

●交换机转发数据帧是基于MAC地址表.而MAC地址表是交换机基于源MAC地址

学习得到。常见2层交换机的MAC地址表是由MAC地址和交换机的端口建立的

映射关系的。（多播情况下，CAM表项的建立不是通过学习得到的，而是通过IGMP 窥探，CGMP等协议获得的。）

●二层交换机原理：1.接收网段上的所有数据帧；2.利用接收数据帧中的源MAC地址

来建立MAC地址表（源地址自学习），使用地址老化机制进行地址表维护。3.在

MAC地址表中查找数据帧中的目的MAC地址，如果找到就将该数据帧发送到相应的端口（不包括源端口），如果找不到，就向所有的端口发送（不包括源端口）；4.

向所有端口（不包括源端口）转发广播帧和多播帧。

●三种交换模式：

1)直通模式：交换机接收到目的地址即开始转发过程

2)储存转发模式：交换机将全部内容接收才开始转发过程

3)帧自由模式：交换机接收完数据包的前64字节（一个最短帧长度），然后根据头

信息查表转发。

9、全双工简述

●实现全双工的物质保证：支持全双工的网卡芯片＋收发线路完全分离物理介质＋点

到点的连接（HUB都是半双工的）；

●全双工对以太网技术的影响：最大吞吐量达到双倍速率；从根本上解决了以太网的

冲突问题，以太网从此告别CSMA/CD。

10、自动协商：

●在基于双绞线的以太网上，可以存在许多种不同的运做模式，在速度上有10M，

100M不等，在双工模式上有全双工和半双工等，如果对每个接入网络的设备进行

配置，则必然是一项很繁重的工作，而且不容易维护。于是，人们提出了自动协商

技术来解决这种矛盾。

●自动协商实现基础：在双绞线链路上，如果没有数据传输，链路并不是一直在空闲，

而是不断的互相发送一种频率相对较低的脉冲信号（称为普通链路脉冲，NLP）。

任何具有双绞线接口的以太网卡都应该能识别这种信号。需要注意的是，如果再插

入一些（一般是16个）更小的脉冲（这些脉冲称为快速链路脉冲，FLP），两端设

备应该也能识别。于是，我们可以使用这些快速链路脉冲来进行少量的数据传输，来达到自动协商的目的。

●编码支持能力：系统加电的时候，检测自动协商标志，如果允许，则从配置寄存器

读出支持模式标志，编码后通过空闲脉冲发送出去。发送出去的编码格式称为基页。

如果接收到对方的基页，则跟自己发送的基页比较，找出支持能力的交集，选取最

优组合运行。（比如自己支持全双工模式和100M的速率，对端也支持该配置，则

选择的运行模式就是100M全双工，如果对端只支持全双工模式和10M的能力，则

运行模式就定为全双工10M模式。如果两端支持的能力集合不相交，则协商不通

过，两端设备不能通信。一旦协商通过，网卡就把该链路置为激活状态，可以传输

数据了，如果不能协商通过，则该链路不能使用，不能再进行数据传输。如果两端

的设备有一端不支持自动协商，则支持自动协商的一端选择一种默认的方式工作，一般情况下是10M半双工模式。）

11、全双工和L2交换机的缺点

●全双工和L2带来了以太网两次重大飞跃，彻底解决了困扰以太网的冲突问题，极

大的改进了以太网的性能。并且以太网的安全性也有所提高。但以太网存在如下缺

点：广播泛滥；安全性仍旧无法得到有效的保证

12、广播与洪泛

●广播包的目的主机是全网用户，使用广播地址，在所有端口发送数据包，行为是主

动的，泛洪是指交换机在MAC表中无法找到与数据包目标地址一致的条目，就将

数据包从所有端口发送出去（除了接收该数据包的端口），以期找到目标主机来接

收数据包

13、洪泛来源

●ARP请求：建立IP地址和MAC地址的映射关系。

●RIP：一种路由协议。

●DHCP：用于自动设定IP地址的协议。

●NetBEUI：Windows下使用的网络协议。

●IPX：Novell Netware使用的网络协议。

●Apple Talk：苹果公司的Macintosh计算机使用的网络协议。

●未使用IGMP SNOOPING的二层网络洪泛的组播业务

●由于交换机MAC地址表老化等因素造成单播目的查找失败从而形成洪泛